(57)【要約】【課題】  クラッチ切れの不良を検出し、不良と判定された場合には、運転者に警告するクラッチ制御手段を提供する。【解決手段】  エンジン稼動時かつ車速がゼロ、ニュートラル状態で、クラッチが接状態にあるときに、クラッチ切れ不良検出手段４２５は、クラッチ制御手段４２１に対してクラッチを完全に切断するよう指示し、クラッチ制御手段４２１は、クラッチを切断するための最大のクラッチストローク目標値をクラッチ断接用アクチュエータ３５に与える。これによって切断されたはずの自動クラッチ装置３のクラッチ回転数を予め定めた時間α後に測定し、規定回転数βよりも回転数が落ちていない場合にはクラッチ断不良と判断し、インジケータ１７のワーニングランプ１７１１を点灯し、運転者に警告する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
変速機と、
前記エンジンと前記変速機との間に介装されたクラッチと、
前記クラッチを駆動するクラッチアクチュエータと、
前記クラッチアクチュエータの作動を制御するクラッチ制御手段と、
前記クラッチを切る際に、クラッチが適正に切れているか否かを判定する判定手段と、
前記クラッチが適正に切れていない場合に、警告を出す警告手段と、
を有することを特徴とするクラッチ制御装置。
【請求項２】
前記判定手段は、エンジン稼動時、かつ、車両が停止状態、かつ、ギヤがニュートラル状態、かつ、クラッチが接状態で実行され、
前記クラッチ制御手段に前記クラッチを切るよう指示した後、所定の時間後に検出されるクラッチ回転数と、事前に規定された回転数を比較し、前記クラッチ回転数が、前記事前に規定された回転数以下に下がっていない場合に、前記クラッチが適正に切れていないと判断することを特徴とする請求項１記載のクラッチ制御装置。
【請求項３】
前記所定の時間は２秒であることを特徴とする請求項２記載のクラッチ制御装置。
【請求項４】
前記事前に規定されたクラッチ回転数は１５０回転/分であることを特徴とする請求項２記載のクラッチ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用クラッチ制御装置に関し、さらに詳しくは、クラッチ切れ不良を検出し、運転者にクラッチ機器類の異常を知らせることが可能なクラッチ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の変速機として、マニュアル車と同様の変速ギヤ機構およびクラッチ機構にそれぞれアクチュエータを付設して自動変速を行えるようにした機械式自動変速機が開発、実用化され、主に、トラックやバス等の大型車を中心に実用化されている。
このような車両では、エンジンと変速機との間に設けられた磨耗クラッチ（単に、クラッチという）は付設されたアクチュエータによって変速時に自動的に断接されるが、このとき、車両にショックを与えないように自動クラッチを制御する手法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２０２０３８号公報  特に、自動クラッチを断（切り離す）する場合に、クラッチ断の指示タイミングが適切でないと車両にショックを与えてしまうので、上記の提案ではクラッチ断指示タイミングを適切にチューニングする手法を提案している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の手法によって適切なタイミングでクラッチ断指示を行った場合でも、実際に的確なクラッチ断がなされるようにアクチュエータを作動させないと、クラッチは切れない。すなわち、一般に、クラッチ制御手段は、クラッチを切り離すタイミングとともに、切り離すためのクラッチ断ストロークをアクチュエータに指示し、これにより、アクチュエータが自動クラッチを切り離すが、このとき、クラッチ断ストロークが不十分だと、変速の際、トランスミッションの被同期側がエンジン回転に引き摺られ、この結果、ギヤ入れ時の同期不完全によるショックの発生や、同期に時間がかかるために起こる変速時間の増大という問題が生じる。さらに、クラッチが摺動することにより、クラッチの磨耗が促進されるという問題が生じる。
このような問題は、クラッチに油分が付着した場合等、機器類に特性変動や故障が生じた場合に、それまでのクラッチ断ストロークでは、クラッチが切り離せなくなり発生する。
この問題に対し、従来の機械式自動変速機においては、クラッチ切れ不良を検出する手段を持っていないため、クラッチ機器類に不具合や整備不良があった場合、クラッチ切れ不良が起こっても、運転者はそれに気づかず、不具合が解消されないまま運行が継続される可能性があるという問題もある。
【０００４】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、その目的は、クラッチ切れの不良を検出し、不良と判定された場合には、運転者にクラッチ機器の異常を知らせる手段を有するクラッチ制御手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述する課題を解決するための本発明は、エンジンと、変速機と、エンジンと変速機との間に介装されたクラッチと、クラッチを駆動するクラッチアクチュエータと、クラッチアクチュエータの作動を制御するクラッチ制御手段と、クラッチを切る際に、クラッチが適正に切れているか否かを判定する判定手段と、クラッチが適正に切れていない場合に、警告を出す警告手段と、を有することを特徴とするクラッチ制御装置である。
【０００６】
判定手段は、エンジン稼動時、かつ、車両が停止状態、かつ、ギヤがニュートラル状態、かつ、クラッチが接状態に実行され、クラッチ制御手段にクラッチを切るよう指示した後、所定の時間後に検出されるクラッチ回転数と、事前に規定された回転数を比較し、クラッチ回転数が、事前に規定された回転数以下に下がっていない場合に、前記クラッチが適正に切れていないと判断する。
【０００７】
これは、正常なクラッチ動作では、クラッチ断時には、クラッチ回転数が徐々に減少し０に至るのに対し、クラッチが完全に切れないクラッチ切れ不良の場合、クラッチがエンジン回転に引き摺られて回転し、クラッチ断を実施したにもかかわらず、所定時間以内にクラッチ回転数が落ちないことを利用するものである。
例えば、車両のアイドリング状態のような、エンジン稼動、かつ、車両停止、かつ、ニュートラル、かつ、クラッチ接の状況下で判定手段が起動され、クラッチ断不良を検出する。
尚、所定の時間は略２秒、事前に規定された回転数は略１５０回転/分であることが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のクラッチ制御装置により、クラッチ切れの不良を検出し、不良な場合には、運転者に対して警告を出すことにより、クラッチ切れ不良時における運行継続を防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる機械式自動変速機の構成を示す構成図、図２は、機械式自動変速機の機能構成図、図３は、クラッチ切れ不良検出手段の処理の流れを示すフローチャート、図４は、クラッチ切れ不良の説明図、図５は、警告表示の説明図である。
【００１０】
図１に示すように、エンジン１から突出したエンジン出力軸７は、自動クラッチ装置３を介して機械式自動変速装置５に接続されている。これにより、エンジン１の出力が機械式自動変速装置５に伝達され、変速が実施される。機械式自動変速装置５は、後退段（Ｒ）と複数の前進段（例えば６段）の変速段を有した自動変速式の変速機構であり、これに加えて、手動変速も可能である。
自動クラッチ装置３は、機械式自動変速装置５が変速される際、自動的に断接制御される。
一方、エンジン１には、エンジン１のエンジン出力軸７の回転数、すなわち、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサ１１が付設されている。
【００１１】
自動クラッチ装置３は、フライホイール３１にクラッチディスク（摩擦クラッチ、単に、クラッチともいう）３３を圧接させることで接続状態とする一方、フライホイール３１からクラッチディスク３３を離間させることで切断状態とする通常の機械摩擦式クラッチの操作を自動で行うものである。
クラッチディスク３３にはクラッチ断接用アクチュエータ３５が接続されており、このアクチュエータ３５が作動することで、クラッチディスク３３が移動し、クラッチの断接が自動的に実施される。つまり、アクチュエータ３５に電圧を印加し非作動状態から作動状態に移行すると、クラッチディスク３３が離間方向に移動し、これにより、自動クラッチ装置３は接続状態から切断状態に変化する。一方、アクチュエータ３５に電圧が印加されていない非作動状態では、クラッチディスク３３はフライホイール３１に圧接状態であり、この場合、自動クラッチ３は接続状態に保持される。
【００１２】
尚、クラッチ断接用アクチュエータ３５としては、電動モータを利用した電動アクチュエータや、エアシリンダーを利用した空気圧アクチュエータ、油圧シリンダーを利用した油圧アクチュエータ等の流体圧アクチュエータを用いることができる。ここでは、電動モータを使用したクラッチ断接用アクチュエータ３５を前提として説明する。
このような自動クラッチ装置３には、クラッチディスク３３の移動量、すなわちクラッチストロークを検出するクラッチストロークセンサ３９が取り付けられている。また、クラッチディスク３３の近傍には、クラッチディスク３３の回転数を検出するクラッチ回転センサ３７が設けられている。
【００１３】
また、機械式自動変速機構５は、ギヤシフト用アクチュエータ５１によって駆動され、変速操作が行われる。このギヤシフト用アクチュエータ５１は、機械式変速機構５内にあるセレクト方向およびシフト方向の各ギヤシフト部材を駆動するためのもので、例えば、２組の電動モータからなる。変速時には、ギヤシフト用アクチュエータ５１によってギヤシフト部材を駆動して、機械式自動変速機構５の噛合状態を切り替えることにより、変速段を所望の状態にシフトする。
【００１４】
エンジン１は電子コントロールユニット（ＥＣＵ）４０が出力するエンジン制御信号１１３により制御される。また、クラッチ用断接用アクチュエータ３５およびギヤシフト用アクチュエータ５１も、ＥＣＵ４０の制御信号を介して駆動される。
【００１５】
ＥＣＵ４０は、制御プログラムに従って演算処理を実行する中央処理装置ＣＰＵ４０１、後述するクラッチ切れ代確保手段を実現するプログラムを含む、エンジン１、自動クラッチ装置３、機械式自動変速装置５の制御プログラムや、制御に必要なデータを格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４０３、演算結果等を格納するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４０５、入出力インタフェース４０７、タイマ４０９等を有する。
【００１６】
ＥＣＵ４０には、入出力インタフェース４０７を介して、チェンジレバーユニット１５の操作信号であるチェンジレバー操作信号１５１、アクセルペダル１３に取り付けられたアクセル踏込み量センサによるアクセル開度信号１３１、クラッチ断接用アクチュエータ３５に取り付けられたクラッチストロークセンサ３９によるクラッチストローク信号３９１、ギヤシフト用アクチュエータ５１に取り付けられたギヤ位置スイッチ５３が出力するギヤ位置信号５３１、自動クラッチ装置３に取り付けられているクラッチ回転センサ３７により得られるクラッチ回転数信号３７１、機械式自動変速機構５の出力側に備えられた車速センサ５５により得られる車速信号５５１、エンジン１に備えられたエンジン回転センサ１１により得られるエンジン回転数信号１１１等が入力される。
【００１７】
ＥＣＵ４０は、これらの入力信号を処理することにより、エンジン１、クラッチ断接用アクチュエータ３５、ギヤシフト用アクチュエータ５１を駆動するための信号であるエンジン制御信号１１３、クラッチアクチュエータ駆動信号３５１、ギヤシフト用アクチュエータ駆動信号５１１を入出力インタフェース４０７を介して出力する。
【００１８】
ＥＣＵ４０から出力されたクラッチアクチュエータ駆動信号３５１およびギヤシフト用アクチュエータ駆動信号５１１により、適切な電圧が、それぞれ、クラッチ断接用アクチュエータ３５およびギヤシフト用アクチュエータ５１に印加され、駆動する。これにより、自動クラッチ装置３のクラッチ断接、機械式自動変速装置５のギヤシフトが実現される。
【００１９】
また、車両の運転室のフロントパネルにはインジケータ１７があり、速度メータ、タコメータ、運転状況の表示機能、警告等を表示する警告等表示板１７１がある。警告等表示板１７１には、エンジン１、自動クラッチ装置３、機械式変速装置５等の機器類の不具合を知らせるワーニングランプ１７１１がある。
ＥＣＵ４０は、入出力インタフェース４０７を介してインジケータ表示信号１７３をインジケータ１７に出力し、機器類の不具合がある場合には、ワーニングランプ１７１１を点灯する。
【００２０】
運転者は、チェンジレバーユニット１５により、自動シフトモードと手動シフトモードを切り替えて運転することができる。すなわち、運転者がチェンジレバーユニット１３のレバーをドライブ“Ｄ”に入れている状態では、種々のセンサ出力である走行状態の信号（車速信号５５１やエンジン回転数信号１１１、エンジン負荷等）を元に、最適変速段へギヤシフトを行うよう、ＥＣＵ４０がクラッチ断接用アクチュエータ３５、ギヤシフト用アクチュエータ５１、およびエンジン１を制御する（自動シフトモード）。
【００２１】
一方、運転者が手動操作で変速段のシフト指令を行うことも可能で、運転者がチェンジレバーユニット１５のレバーを“＋”あるいは“−”に入れると、現在の変速段を１段上げる、あるいは１段下げるためのチェンジレバー操作信号１５１がＥＣＵ４０に入力される。この信号に基づいてＥＣＵ４０がクラッチ断接用アクチュエータ３５およびギヤシフト用アクチュエータ５１、エンジン１を制御する（手動シフトモード）。
【００２２】
すなわち、ＥＣＵ４０は、自動シフトモードの場合、車速やエンジン負荷などの走行状態の情報を元に変速段の切り替えの必要性を判断し、また、手動シフトモードの場合、運転者のシフト指令に基づき、シフト信号を出力し、クラッチ切断−ギヤシフト−クラッチ接続の制御を行うとともに、エンジン１の出力を適切に制御する。
【００２３】
図２は、機械式自動変速機の機能構成図である。
同図に示すように、ＥＣＵ４０は、シフト信号生成手段４１５、ギヤシフト制御手段４１９、クラッチ制御手段４２１、エンジン出力制御手段４２３、および、クラッチ切れ不良検出手段４２５を備え、これらの手段は、プログラムとして、ＥＣＵ４０のＲＯＭ４０３等の記憶装置に格納されている。これらのプログラムをＣＰＵ４０１が実行することにより、ＥＣＵ４０は自動変速を制御し、車両を走行させる。
【００２４】
すなわち、通常の車両走行時には、シフト信号生成手段４１５が変速ギヤ段を設定し、変速が必要な場合には、シフト信号生成手段４１５が変速要求を行うことによりクラッチ制御手段４２１がクラッチを断接するための信号を生成し、クラッチ断接用アクチュエータ３５を制御して自動クラッチ装置３を作動させる。一方、シフト信号生成手段４１５からの変速要求により、ギヤシフト制御手段４１９は、ギヤシフト用アクチュエータ５１を制御して、機械式自動変速装置５を選択された変速ギヤ段へシフトさせる。また、シフト信号生成手段４１５からの変速要求により、エンジン出力制御手段４２３は、変速時のエンジン１の出力を、クラッチ制御手段４２１と連動して制御する。
【００２５】
図２を更に詳しく説明する。
車両の走行時に、運転者がチェンジレバーユニット１５の操作により手動あるいは自動変速を選択することにより、手動/自動変速指令４１１がシフト信号生成手段４１５に入力される。手動シフトモードの場合には、運転者のチェンジレバーユニット１５の操作により生成されるシフトアップあるいはシフトダウン要求により、シフト段が決定される。
【００２６】
一方、手動/自動変速指令４１１で自動シフトモードが選択されている場合、シフト信号生成手段４１５は、通常、ＥＣＵ４０の入出力インタフェース４０７を介して入力される車速信号５５１、アクセル開度信号１３１等の信号を走行状態情報４１３として受け取り、これらの情報を元に変速ギヤ段を決定する。
すなわち、ＥＣＵ４０のＲＯＭ４０３にシフトマップ４１７が格納されており、車速およびアクセル開度をキーにこのシフトマップ４１７を参照することにより、その時点の走行状態に即した変速ギヤ段が選択される。
変速ギヤ段が選択されると、シフト信号生成手段４１５は、クラッチ制御手段４２１およびギヤシフト制御手段４１９、およびエンジン出力制御手段４２３に信号を送り、それぞれ、自動クラッチ装置３、機械式自動変速装置５、エンジン１を制御して、ギヤ段の変速を実行する。
【００２７】
次に、自動クラッチ装置３の制御について説明する。
シフト信号生成手段から変速段をシフトする旨の信号をクラッチ制御手段４２１が受け取ると、クラッチ制御手段４２１は、ギヤシフトに先立ち、クラッチ断接用アクチュエータ３５を駆動して、クラッチディスク３３をフライホイール３１から切り離す動作（クラッチ断）を行い、ギヤシフトが完了したら、クラッチディスク３３をフライホイール３１に徐々に接合する動作（クラッチ接）を行う。
このとき、クラッチ制御手段４２１は、クラッチ断接用アクチュエータ３５に対して、どれだけクラッチディスク３３を動かすとクラッチ断あるいはクラッチ接になるかを示す、クラッチストロークの目標値（電圧値）を供給する。
【００２８】
すなわち、クラッチストロークの目標値は、図４に示すように、例えば、０〜５Ｖの電圧値で示され、クラッチ接では約０Ｖである。クラッチを切り離す場合には、例えば、クラッチストローク目標値を３．０Ｖになるようにクラッチ断接用アクチュエータ３５の電動モータに駆動電圧を印加する。これにより、クラッチ断接用アクチュエータ３５が稼動し、クラッチディスク３３がフライホイール３１から切り離される。このとき、クラッチストロークセンサ３９は、クラッチ断接用アクチュエータ３５の動作を検出して、どれだけ動いたかを示すクラッチストローク値をクラッチストローク信号３９１としてＥＣＵ４０に送る。
従って、クラッチストローク信号３９１の値は、遅れ等はあるものの、クラッチ制御手段４２１がクラッチ断接用アクチュエータ３５に与えるクラッチストローク目標値の電圧値（０〜５Ｖ）と略一致する。
【００２９】
ところで、クラッチ制御手段４２１がクラッチ断接用アクチュエータ３５にクラッチ断のためのクラッチストローク目標値（電圧値）を与え、クラッチ断接用アクチュエータ３５が正しく動作し、クラッチディスク３３を動かしても、クラッチディスク３３が正しくフライホイール３１から切り離されないかぎり、クラッチ断は正しく行われない。
例えば、クラッチディスクに油が付着したり、経年変化や機器類の特性変動、故障があった場合に、クラッチディスク３３の動きが悪くなり、クラッチ制御手段４２１およびクラッチ断接用アクチュエータ３５はクラッチディスク３３を適切に動作させているにもかかわらず、クラッチ断が行われない場合がある。
【００３０】
図３は、このようなクラッチ断の不良を検出し、クラッチが正常に動作していない場合には警告を警告等表示板１７１に出力するクラッチ切れ不良検出手段４２５の処理の流れを示すフローチャートである。また、図４は、クラッチ切れ不良検出手段４２５の処理を説明する図である。
クラッチ切れ不良検出手段４２５は、ＥＣＵ４２５内のＲＯＭ４０３に格納されているプログラムであり、入出力インタフェース４０７を介して入力される種々の信号、ＲＡＭ４０５に格納されているデータ等を使用してＣＰＵ４０１により実行される。
【００３１】
クラッチ切れ不良検出手段４２５は、アイドリング状態のような車両の停車時に実行される。
まず、エンジン回転数信号１１１によりエンジンが稼動しているか否かを調べる。また、車速信号５５１により、車速が０、すなわち、停止しているか否かを調べる。また、ギヤ位置信号５３１により、ギヤがニュートラルか否かを調べる。また、クラッチストローク信号３９１により、クラッチ接状態か否かを調べる。そして、以上の調査を総合し、エンジンが稼動状態、かつ、車速＝０、かつ、ギヤ位置がニュートラル、かつ、クラッチが接状態であるか否かを判定する（ｓ４２５１）。ｓ４２５１が成り立つ場合（ｙｅｓ）には処理を実行し、成り立たない場合には（ｎｏ）、ｓ４２５１の判定処理を繰り返す。
【００３２】
ｓ４２５１が成り立った場合（ｙｅｓ）、クラッチを完全に切断するために、クラッチ断接用アクチュエータ３５にクラッチストロークの目標値として最大の値（５Ｖ）を与えるとともに、時間ｔ＝０とする（ｓ４２５２）。ここで、時間ｔは、ＥＣＵ４０内のタイマ４０９により計測される。
これにより、クラッチ断接用アクチュエータ３５の電動モータには、最大のクラッチストロークを実現するように電圧が印加され、クラッチ断接用アクチュエータ３５が稼動し、クラッチディスク３３を作動させ、クラッチ断が実行される。
ここで、クラッチディスク３３が正常にフライホイール３１から離間する場合には、図４上図の点線に示すように、クラッチ回転数はｔ＝０以降アイドル回転数Ｉから減少し、０に至る。このとき、正常であれば、ｔ≦α（αは例えば２秒）でクラッチ回転数は０になる。αの値は予め設定しておく。
【００３３】
そこで、ｓ４２５２の後、時間ｔがα以上経過したかを判定し（ｓ４２５３）、ｔ＜αの間は（ｓ４２５３のｎｏ）、ｓ４２５３を繰り返し、ｔ＝αが経過するのを待つ。
時間ｔ≧αになったならば、クラッチ回転数が予め定めた規定回転数βより小さいか否かを判定する（ｓ４２５４）。βは例えば１５０回転にする。
クラッチ回転数が規定回転数βよりも小さい場合（ｓ４２５４のｙｅｓ）、クラッチが引き摺りなく正常に切れていると判断し、処理を終了する。一方、クラッチ回転数がβ以上の場合には（ｓ４２５４のｎｏ）、クラッチがエンジン回転を引き摺り正常に切れていないと判断する。
この場合には、警告信号をインジケータ１７にインジケータ表示信号１７３として送り、警告等表示板１７１のワーニングランプ１７１１を点灯させ（ｓ４２５５）、処理を終了する。
【００３４】
図５に示すように、車両のフロントパネルにあるインジケータ１７には警告等表示板１７１があり、その中にワーニングランプ１７１１が存在する。ワーニングランプ１７１１は、例えば、点検修理するように運転者に警告する場合には橙色に点灯し、その場で運転を停止し、ディーラーに連絡するよう警告する場合には赤色に点灯する。
ｓ４２５５では、ワーニングランプ１７１１を橙色に点灯させるようインジケータ表示信号１７３を出力し、運転者にクラッチ切れの点検を行い、引き摺りを解消するよう修理させる。
【００３５】
尚、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の改変が可能であり、それらも、本発明の技術範囲に含まれる。例えば、本実施の形態では、クラッチ断接用アクチュエータ３５は電動モータで駆動することを前提としたが、エアや油圧によるクラッチ断接用アクチュエータであっても、クラッチ断接用アクチュエータに最大のクラッチストローク目標値を与えた場合に実際にクラッチが断されるか否かを判定し、クラッチに引き摺りがある場合には警告を出すようにすることで同様のクラッチ切れ不良検出手段を実現できる。また、クラッチ断の判定を行う時間α、および規定回転数βは、α＝２秒、β＝１５０回転に限らず、事前にテストすることにより定めてＲＡＭ４０５に格納しておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる機械式自動変速機の構成を示す構成図
【図２】機械式自動変速機の機能構成図
【図３】クラッチ切れ不良検出手段の処理の流れを示すフローチャート
【図４】クラッチ切れ不良検出手段を説明する図
【図５】警告等表示板の説明図
【符号の説明】
【００３７】
１………エンジン
３………自動クラッチ装置
５………機械式自動変速装置
３１………フライホイール
３３………クラッチディスク
３５………クラッチ断接用アクチュエータ
３７………クラッチ回転センサ
３９………クラッチストロークセンサ
４２１………クラッチ制御手段
４２５………クラッチ切れ不良検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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